1简介

PXI在1997年完成开发，并在1998年正式推出，它是为了满足日益增加的对复杂仪器系统的需求而推出的一种开放式工业标准。如今，PXI标准由PXI系统联盟（PXI Systems Alliance，PXISA）所管理。该联盟由6

0多家公司组成，共同推广PXI标准，确保PXI的互换性，并维护PXI规范。

简单来说，PXI是以PCI（Peripheral Component Interconnect）及CompactPCI为基础再加上一些PXI*的信号组合而成的一个架构。PXI继承了PCI的电气信号，使得PXI拥有如PCI bus的*传输数据的能力，因此能够有高达132Mbyte/s到528Mbyte/s的传输性能，在软件上是*兼容的。另一方面，PXI采用和CompactPCI一样的机械外型结构，因此也能同样享有高密度、坚固外壳及高性能连接器的特性 [2]  。

2相互关系

一个PXI系统由几项组件所组成，包含了一个机箱、一个PXI背板（backplane）、系统控制器（System controller module）以及数个外设模块（Peripheral modules）。在此以一个高度为3U的八槽PXI系统为例。系统控制器，也就是CPU模块，位于机箱的左边第一槽，其左方预留了三个扩充槽位给系统控制器使用，以便插入因功能复杂而体积较大的系统卡。由第二槽开始至第八槽称为外设槽，可以让用户依照本身的需求而插上不同的仪器模块。其中第二槽又可称为星形触发控制器槽（Star Trigger Controller Slot），其特殊的功能将于后面的文章中说明。

3PXI的信号

10MHz参考时钟（10MHz reference clock）

PXI规格定义了一个低歪斜（low skew）的10MHz参考时钟。此参考时钟位于背板上，并且分布至每一个外设槽（peripheral slot），其特色是由时钟源（Clock source）开始至每一槽的布线长度都是等长的，因此每一外设槽所接受的clock都是同一相位的，这对多个仪器模块的同步来说是一个很方便的时钟来源 [1]  。

局部总线（Local Bus）

在每一个外设槽上，PXI定义了局部总线以及连接其相邻的左方及右方外设槽，左方或右方局部总线各有13条，这个总线除了可以传送数字信号外，也允许传送模拟信号。比如说3号外设槽上有左方局部总线，可以与2号外设槽上的右方局部总线连接，而3号外设槽上的右方局部总线，则与4号外设槽上的左方总线连接。而外设槽3号上的左方局部总线与右方局部总线在背板上是不互相连接的，除非插在3号外设槽的仪器模块将这两方信号连接起来。

星形触发（Star Trigger）

前面说到外设槽2号的左方局部总线在PXI的定义下，实被作为另一种特殊的信号，叫做星形触发。这13条星形触发线被依序分别连接到另外的13个外设槽（如果背板支持到另外13个外设槽的话），且彼此的走线长度都是等长的。也就是说，若在2号外设槽上同一时间在这13条星形触发在线送出触发信号，那么其它仪器模块都会在同一时间收到触发信号（因为每一条触发信号的延迟时间都相同）。也因为这一项特殊的触发功能只有在外设槽2号上才有，因此定义了外设槽2号叫做星形触发控制器槽（Star Trigger Controller Slot）。

触发总线（Trigger Bus）

触发总线共有8条线，在背板上从系统槽（Slot 1）连接到其余的外设槽，为所有插在PXI背板上的仪器模块提供了一个共享的沟通管道。这个8-bit宽度的总线可以让多个仪器模块之间传送时钟信号、触发信号以及特订的传送协议。

4PXI和PXI Express的比较

相对于PXI Express，大多数用户更熟悉PXI，尽管两款软件平台兼容，但是存在着接口差异。 PXI 

PXI背板使用PCI接口，为了提供充足的应用带宽，大多数这些模块工作于33MHz和32位宽。这是三种类型的槽： 

系统插槽接受控制器或者控制器的远程接口。 

星形触发槽用作一个普通的外设槽，在PXI开关模块上使用触发并不常见，因为触发模块典型的是基于IVI（软件）的。 

外设插槽接受任何的外设PXI模块。 

模块之间的背板是共享的，并显示为一组总线编号（对应于PXI总线的每个桥段），该总线上的设备通常编号从15以下开始。特定总线中的所有设备共享32位PCI总线段，该标准限制总线数为256。 

PXI Express 

PXI Express（PXIe）机箱使用PCI Express串行接口，连接它的系统槽和外围设备。系统插槽与PXI不兼容，因此需要使用具有足够数量的PCIe连接器的控制器或者PCIe接口来支持外设。串行接口的使用提升了外设的可用带宽，因为原则上它不是共享BW—每个外设获得一个或者多个具有2.5GB/s比特率的串行连接。由于PCIe是点对点的连接系统，每个连接被定义为总线编号和设备0（该插槽上没有其他设备）。与PCI一样，总线限制为256，最大模块计数低于PXI。 

使用PXI Express不能保证快速的系统运行速度，系统速度常见的瓶颈问题与背板速度无关，但是在接收或者传输大量数据的模块上可以看到速度优势。 

PXI Express的机械接口和电气接口，不同于PXI。为了充分利用快速PCI Express通道，机箱通常既包含PXI插槽和又包含PXI Express插槽（混合机箱）。因此，机箱可以详细描述多种类型的插槽。通常，插槽被定义如下： 

控制插槽，只适用于PXIe和混合机箱设定的专控制器。 

PXI Express插槽，只适用于PXI Express模块，其中只用相对较少的类型可用。 

混合插槽，适用于EXTHER PXI Express或者PXI模块，两组连接器，但是第二个PXI连接器缩短以满足PXIe连接器。 

扩展插槽，仅适用于PXI模块。 

触发插槽，只能由被设计为填充该插槽的模块使用，因此不适用于“正常的”外设模块。由于这个原因，一些机箱不设置定时插槽。 

PXI Express机箱在每个通道内支持的PCIe通道数也不同。这对于用户来说是透明的，但是对于高速应用，在确保一些PXIe插槽具有大量PCIe通道时，具有相当大的优点，因为这是适用于PCIe机箱的主要原因。 

还有其他电气差异，特别是电源功率不同。PXI Express不支持5V和-12V电源功率。5V电源是一个特别的问题，因为常用的继电器具有5V线圈—并且是存储在分配的通道内的部件中，因此最容易用于服务支持。 

最大多数外设模块是PXI，而不是PXI Express [3]  。